| Hicham Aboutaam |
[PREMESSA SULLA LETTURA: se volete, potete saltare il contenuto dei vari incidentali: aumento di scorrevolezza a parte, il post rimane comunque leggibile]
Il concetto che avrei dovuto forse premettere la volta scorsa, con la parte 1 di “Quanti, strani fenomeni!”, e la cui mancanza ha probabilmente reso poco comprensibile quanto ho scritto, è il seguente: in fisica quantistica gli oggetti (quantistici) si trovano in certi stati che non sono sempre dotati di valore definito.
E’ l’atto stesso dell’osservazione, che, si può dire, impone alla natura di rivelarsi in uno dei suoi possibili valori.
Questo valore, in sostanza, non esiste - se vi suona meno folle, non è definito - prima che avvenga la misurazione.
Ed ora la parte più affascinante (posto che queste cose vi affascinino): le caratteristiche reali ed oggettive del sistema quantistico osservato “collassano” (l’uso del termine non è improprio) da stati potenziali a stati reali solo quando vengono osservate e misurate.
Sono "create", in parte, dall'atto dell'osservazione (“in parte” nel senso che tali caratteristiche pre-esistono come probabilità, entro cui invariabilmente si manifestano).
Ma ciò non è sufficiente…
In primo luogo, lo “stato” diviene “autostato” all’atto dell’osservazione (posizione, carica dell’elettrone, momento magnetico, quantità di moto, et cet); l'altra conclusione sconvolgente, è la seguente: vi è casualità nella scelta di uno tra i diversi possibili “autostati” (ognuno, a sua volta, con una propria probabilità di concretarsi).
La fisica classica, in breve, nell’osservare l’Universo Mondo, oggettivo ed intelligibile, asseriva: “La realtà esiste indipendentemente dall’osservatore”.
Nella meccanica quantistica, queste qualità della realtà - l’intelligibilità e l’oggettività - vengono meno…
La realtà, a livello quantistico, si definisce solo in relazione ad una possibile osservazione.
E, adesso, come dicevo nel post iniziale, una serie di esempi di paradossi quantistici “traslati” al mondo del macroscopico (i quali non pretendono di avere la benché minima validità scientifica!), tanto per rendere più chiaro ciò di cui sto parlando.
1) state giocando a carte con un’altra persona, la quale ha per le mani un mazzo (quantistico), da cui estrae due carte. Controllato carta per carta quanto rimane del mazzo, appurate - per inferenza, e il mazzo non è truccato! - che una è l’asso di cuori e l’altra è l’asso di picche. Il gioco è assai semplice: dovete scegliere una di queste due carte ed indovinare quale sia delle due. Bene, in un mondo non quantitistico, voi avreste semplicemente una probabilità su 2 (il 50%) di indovinare quale di quelle due carte sia l’asso di cuori e quale l’asso di picche… In un mondo quantistico, voi avete invece una possibilità su due di “definire”, nel momento in cui la scegliete, se quella carta sarà l’asso di cuori o l’asso di picche. Ma non basta… Il punto è che "definire" l’asso di cuori "definirà" l’asso di picche, e viceversa. In altre parole, voi farete diventare quella carta o l’asso di cuori o l’asso di picche, e questa scelta farà diventare l’altra carta o l’asso di picche o l’asso di cuori.
2) altro esempio simile: dentro una scatola di piccole dimensioni c’è un guanto. Anche questo è un guanto molto particolare... E’, infatti, un guanto “entagled”, o quantistico, se preferite. Anche qua, dovete esercitare una scelta - osservare - ovvero, dovete stabilire se quel guanto sarà un guanto destro o un guanto sinistro. Di nuovo, in realtà, voi non indovinerete semplicemente se è destro o sinistro... Sarà scegliendo che lo farete diventare tale. A, questo punto, direte voi, dov’è la stranezza? In realtà, la stranezza c’è, ed è bella grossa: la possibilità di indovinare se quel guanto sia destro o sinistro è la stessa di definirne lo stato, ma, appunto, la questione è che quel guanto non esisteva, prima che voi apriste la scatola, né come guanto destro né come sinistro. Anche inquesto caso, come il precedente, siete come dio - o come un dio minore, se preferite - che definisce la realtà esercitando una scelta.
3) adesso un esempio che sta in bilico tra un mondo e l’altro, ovvero che è in parte quantistico ed in parte no: il paradosso del gatto di Schrödinger. Dentro una scatola, c’è un gatto; collegato alla scatola, c’è un apparato con all’interno una sostanza velenosa che verrà liberata se degli atomi che sono anch'essi al suo interno decadranno. Qui, di nuovo, l’oggetto dell’esperimento - il nostro povero micetto, che chiameremo Scrhoedy - è in uno stato “entagled”; non è né vivo né morto (il che, non fraintendetemi, non significa che sia uno zombie: è solo in uno stato indefinito o sovrapposto), e sarà il nostro stesso osservarlo che farà di Scrhoedy un gatto vivo e magari felice o un gatto morto.
4) ora invece uno degli esempi più arditi - basato su un’estrema semplificazione della realtà di cui si parla - che, però, più degli altri, dà la misura di quanto sto scrivendo: avete davanti a voi due tavoli da biliardo, con, di fronte, delle macchine che sono in grado di imprimere alle stecche cui sono collegati la stessa identica forza e di colpire le palle-bersaglio con la stessa inclinazione (palle che, naturalmente, sono nella stessa posizione iniziale); il meccanismo colpisce le due palle gemelle (identiche, ricavate dallo stesso blocco di materiale originario, e questo è un punto fondamentale): solo una delle due palle incontrerà, però, lungo il suo cammino, un ostacolo materiale collocato in un certo modo, che, poniamo, la farà rimbalzare con una certa velocità e con un certo angolo. In un discreto numero di casi - non sempre, ma circa il 30% delle volte – anche la palla che non ha incontrato nulla lungo il suo cammino cambierà istantaneamente direzione, con lo stesso angolo e la stessa velocità dell’altra. E’ importante chiarire che, se il discorso fosse riferito al mondo sub-atomico, parleremmo di “fotoni gemelli” e l’esperimento preso a riferimento, su questo si baserebbe: sul bombardamento di un atomo di calcio che, colpito, emetterebbe due fotoni "accoppiati". E qual è, sapete, in questo caso, la cosa ancora più strana? Che la località ( non nel senso della provincia, ma nel senso del “presupposto della località”(*) ) non conta: partendo dall’assioma che le palle siano “gemelle” (ogni battuta a questo punto è ammessa), questi ipotetici due tavoli potrebbero essere uno sulla Terra e l’altro su Marte (*): non farebbe differenza alcuna, perché, con la probabilità di cui dicevo, nell’istante in cui la palla che ha incontrato il bersaglio varierà direzione, lo farà anche l’altra, apparentemente (ma solo apparentemente) in barba al presupposto - einsteniano - secondo cui tutto, nel nostro Universo, comprese le informazioni, può viaggiare al limite massimo della velocità della luce (cioè circa 300.000 km/sec). Quindi, come si fa a salvaguardare la "Relatività Speciale" (insomma, "cuome si fanno a salvare il caprone e i cavoletti di Bruxelles"?), che, appunto, vorrebbe(ro) che tutto, informazione inclusa, non superasse la velocità della luce? Semplicemente, prendendo atto del fatto che i 2 fotoni - le 2 palle da biliardo - in realtà non sono distinte l'una dall'altra, ma la medesima entità (per questo, dicevo: "considerate che queste 2 palle sono state ricavate dal medesimo blocco di materiale"). Pertanto, non c'è alcuna trasmissione di informazione: cio' che accade ai fotoni "gemelli", che, per comodità potremmo chiamare "a" ed "a 1", in sostanza è accaduto ad una sola particella elementare, costituita da "a-a1". Il che ci fa pensare che l'Universo è molto meno "concreto" di quanto non appaia dall'esperienza quotidiana: al contrario, esso è un'entità "fantasmatica", dotata di proprietà che esulano talmente tanto da tale esperienza da fare quasi - anzi, da fare e basta - paura, e mandare cortesemente 'affan#ulo la nostra stabile, concreta, materica, scontata e banale concezione delle cose.
5) adesso un esempio ancor più da brivido, sic et simpliciter. Conoscete un inventore che, in confronto ad Archimede Pitagorico (quello della Walt Disney, intendo), è avanti anni luce (eh!)... Vi invita a casa sua per mostrarvi, tutto contento, “The Ultimate Liquidizer”, “il frullatore definitivo” a due funzioni: “Frulla” e “Sfrulla”. Comincia l’esperimento: l’inventore prende una banana e gliela butta dentro, et voilà, l'è bella che frullata. Voi lo guardate straniti e gli dite: “Bhé, non è che mi sembra che hai realizzato ‘sta grande invenzione... Anzi, con una forchetta e parecchio olio di gomito avrei ottenuto grossomodo lo stesso risultato”. Lui vi guarda, ride sotto i baffi, e, premendo il tasto “Sfrulla”, vi risponde: “Ah sì? E la tua forchetta saprebbe fare questo?”. Voi guardate l’interno del frullatore, e, al momento, non capite... Poi, poco a poco, vi rendete conto che... Che la banana sta tornando integra, fino a che, dopo pochi secondi, torna esattamente com’era prima che l’inventore la gettasse in pasto al “Liquidizer” (anche questa è un’estrapolazione fantastica di un esperimento reale: l’”entropia” - o “aumento di disordine” che dir si voglia, a livello quantistico, in certi casi, è reversibile, come è stato dimostrato da un’equipe inglese con le funzioni d’onda, negli anni ‘90).
6) infine l’ultimo esempio, anche questo in realtà assai poco “traslabile” dai quanti al macroscopico (perché, come dicevo nel primo post, luce e materia, a livello quantistico, possono comportarsi sia come delle onde sia come delle particelle, mentre invece, a livello macroscopico, ciò che ha un carattere “continuo”, ondulatorio ed intrinsecamente immateriale si comporta in modo ben diverso da ciò ha carattere “discreto” ma macrosopicamente ed intrinsecamente di sostanza, specie la “materia”!(**)): imbracciate un fucile, e sparate un proiettile che, per colpire il bersaglio, deve passare attraverso due fori rettangolari in una maschera... Il risultato assurdo in questo caso, sapete qual è? Che, se non interferite in qualche modo, il proiettile, nel momento in cui supererà la maschera, invece di crearvi un solo foro, sul bersaglio, vi darà evidenza di una “sventagliata” di buchi, nemmeno aveste usato un mitragliatore! Questo però, dicevo, assieme al precedente, è l’esperimento meno “ingrandibile” tra quelli citati, perché, in realtà, nel test originale (perché si parla di esperimenti realmente avvenuti, il bello poi è quello), il “proiettile” è costituito da un fotone, ovvero da un quanto di luce. E la luce, a seconda che la si “osservi” a livello quantico-fotonico od ondulatorio (comportamento che varia se la si fa o no interagire con degli ostacoli e dei bersagli), con indifferenza ed eleganza si comporta da particella piuttosto che da onda, producendo, di riflesso oppure no, delle “figure di interferenza”. Di nuovo: se osservate il fotone superare la maschera facendolo "interagire" con essa, “farà” il quanto – ovvero, si comporterà come se fosse una particella (un proiettile singolo, nell'esempio del fucile mitragliatore); se non lo farete interferire con la "mascherina", si comporterà come un’onda e darà evidenza di una “manciata” di impronte (la "sventagliata" di proiettili del fucile mitragliatore che citavo prima). Taluno, addirittura, in proposito, sapete cosa sostiene? Che, le altre impronte, sono l'esito di fotoni "sparati" da... altri universi, paralleli al nostro! Infine, cosa che manderebbe chiunque ai matti, questo suo definirsi è retroattivo! (***) ).
Se voleste approfondire, vi rimando al bellissimo libro “Il Segreto dell’Universo” che trovate parzialmente on line su www.segreto.net, da cui, per scrivere il presente post e il precedente, ho attinto a piene mani.
“Talvolta mi scopro a pensare che l’universo non sembri altro che l'artificio di una Grande Mente... Non so se collettiva o individuale; quello che è certo è che la realtà, a volte, sembra bizzarra come sono bizzarri i sogni” (****).
D.T.
(*): battuta quantica.(**): Potrebbe essere anche un tavolo in orbita attorno al Sole ed uno in orbita attorno a Proxima Centauri: non cambierebbe nulla.
(**): Anche se, ricordate, pure la materia, a livello sub-atomico è... Ondulatoria!(***): La cosa più strana, in quest’ambito, è che il comportamento in parola può riguardare sia “fotoni” sparati da un laser, qui ed ora, sia riguardare fotoni emessi da un oggetto che si trovi a miliardi di anni luce da noi: pertanto, noi definiamo retroattivamente “l’attitudine” particellare od ondulatoria di un fotone che ha cominciato a viaggiare verso di noi miliardi di anni fa (rimando al discorso del ruolo delle cosiddette "lenti gravitazionali" citato su www.segreto.net per capire cosa intendo).
(****): Ci crediate o no, questa citazione è mia, è l'ho concepita mentre leggevo diversi articoli di Fisica dei Quanti, quelli che, nella fattispecie, hanno ispirato questi deliranti e spero innocuamente divertenti post in materia.
Ciao Davide! Ok che di questi post non ne capisco tanto, però ti scrivo un commento tanto per fare, anche per darti un saluto, e per dirti che la mia casella mail piange in mancanza della tua corrispondenza! No beh dai, quando hai tempo fatti sentire...ciao buona serata, baci By Marlene86
Scritto da: marlene86 | 18/01/07 a 20:33
Ciao piccola...
Grazie, come sempre...
Mah, forse, su questo post, nemmeno io mi sono capito!
Besitos,
ora ti spiego in privato che mi è successo, a presto,
Davide.
Scritto da: asmodave | 19/01/07 a 22:49